علوم اعصاب

علوم اعصاب یا نوروساینس (به انگلیسی: Neuroscience) دانش مطالعهٔ دستگاه يا سامانه عصبی و زیرشاخه‌ای چندرشته‌ای از زیست‌شناسی است که با بهره‌گیری از فیزیولوژی، آناتومی، زیست شناسی تکاملی و زیست شناسی سلولی و مولکولی، مدل‌سازی ریاضی و روان‌شناسی به درک ویژگی های نورون‌ها و مدارهای عصبی می پردازد. به‌طور سنتی علوم اعصاب یکی از زیر شاخه‌های پزشکی و زیست‌شناسی و داروسازی شناخته می شد. به هر رو این دانش اکنون یک دانش میان رشته‌ای است و در واقع با دیگر رشته‌های دانش مانند روان‌شناسی، شیمی، رایانه، مهندسی، زبان‌شناسی، ریاضی؛ پزشکی، فیزیک و فلسفه همکاری دارد.

پرسش‌هایی مانند:

مغز چیست و چگونه کار می‌کند و در زمان‌های مختلف چه واکنشی از خود نشان می‌دهد؟

چرا مردم احساسات دارند؟

در حین بروز احساسات، چه تغییراتی در مغز رخ می‌دهد؟

علت‌های ریشه‌ای اختلال‌های روانی و عصبی و ...

طراحی دارو ودرمان بیماری‌های عصبی و سرطان‌ها و ...

به دنبال افزایش تعداد دانشمندانی که در این حوزه فعالیت می‌کنند، بنیادهای عصب‌شناسی بزرگ، انجمن‌هایی را برای دانشمندان علوم اعصاب و محققان تشکیل داده‌اند. برای مثال، انجمن بین‌المللی تحقیقات مغزی در سال ۱۹۶۰ میلادی، جامعه بین‌المللی شیمی مغز و اعصاب در سال ۱۹۶۳، جامعه اروپایی مغز و رفتار در سال ۱۹۶۸ و انجمن عصب‌شناسی در سال ۱۹۶۹ پایه‌گذاری شد.

علوم اعصاب کوششی برای شناخت و درک دستگاه عصبی، شامل مغز، نخاع و سلول‌های حسی یا نرون‌ها در سراسر بدن است. این دانش، میدان کمابیش نوینی است که به رشد، ساختار، ترکیب شیمیایی، عملکرد و آسیب‌شناسی دستگاه عصبی می‌پردازد.

پژوهش‌ها در زمینه کارکرد عصبی، پیشینه بلندی داشته و بسیاری بنیانگذار این علم را ابن هیثم می‌دانند. وی در کتاب المناظر، توصیف بسیار دقیقی از مسیر بینایی انسان و نحوه عملکرد آن آورده‌است.

در قرن ۱۸ نیز فریتسچ و هیتزیک گزارش کردند که تحریک الکتریکی نواحی خاصی از قشر مغز حیوانات باعث حرکت می‌گردد. بروکا و ورنیکه نیز پزشکانی بودند که در مطالعات مجزای خود از طریق کالبد شکافی نشان دادند که آسیب به نواحی خاصی از مغز، با نقایص و آسیب‌های زبانی همراه است.

در همان زمان هوجلینگز جکسون اظهار داشت که در کارکردهای پیچیده‌ای نظیر درک، زبان و کارهای اجرایی، نواحی مختلفی از مغز درگیر است (لاندی-اکمن، ۲۰۰۲)

در گذشته و پیش از ابداع روش های نوین بررسی مغز از جمله مطالعات تصویر برداری و ثبت سیگنال، بیماران سکته مغزی و آسیب تروماتیک مغزی، یکی از مهم مطالعات علوم اعصاب بوده اند، چرا که با بروز آسیب در قسمتی از مغز، بخش‌هایی از عملکردهای آن تحت تأثیر قرار می‌گرفته و این فرصت به محققین داده می‌شده است تا به ارتباط بین عملکردهای مختلف مغز و مناطق مختلف آن پی ببرند. این دسته از مطالعات که به مطالعه آسیب معروف هستند هنوز هم متداول اند و شاکله و بنیان علوم اعصاب بر اساس این مطالعات شکل گرفته است.

ابزارهای سنجشی علوم اعصاب شناختیویرایش

در علوم اعصاب شناختی تلاش می‌شود که به این سؤالات پاسخ دهد که عملکردهای روانشناختی چگونه توسط مدارهای عصبی تولید می‌شود. برای این منظور ابزارهای متعددی برای سنجش این موضوع وجود دارد. این ابزارها عبارتند از:

تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردیویرایش

تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی (به انگلیسی: Functional Magnetic Resonance Imaging) (مخفف انگلیسی: fMRI) در این روش تصاویر بصورت متناوب در حالت فعالیت و استراحت ثبت می‌شود. این تصاویر بصورت دیجیتالی و به کمک نرم افزاهایی همچون اف‌اس‌ال از هم تفریق می‌شوند.[۱]

نوار مغزویرایش

نوار مغز (به انگلیسی: Electroencephalography) (مخفف انگلیسی: EEG) ساده‌ترین و غیر تهاجمی‌ترین روش مطالعه عملکرد مدارهای مغزی است که در آن از مجموعه‌ای از الکترود استفاده می‌شود. این الکترودها به پوست سر فرد متصل می‌شود و قابلیت دریافت سیگنال‌های مغزی را دارد. مشکلی که این روش دارد این است که برخی از سیگنال‌ها توسط جمجمه قابلیت انتقال ندارند و از طریق الکترودها قابل سنجش نخواهد بود.[۲]

مگنتوانسفالوگرافیویرایش

مگنتوانسفالوگرافی (به انگلیسی: Magnetoencephalography) (مخفف انگلیسی: MEG) در این روش با استفاده از مغناطیس سنج‌های بسیار حساس میدان‌های مغناطیسی که به بطور طبیعی توسط جریان‌های الکتریکی مغز تولید می‌شود را مورد سنجش قرار می‌دهند.[۳][۴]

الکتروفیزیولوژیویرایش

الکتروفیزیولوژی (به انگلیسی: Electrophysiology) به مطالعه و اندازه‌گیری فعالیت‌های الکتریکی سلول‌های عصبی می‌پردازد.[۵]

اپتوژنتیکویرایش

اپتوژنتیک (به انگلیسی: Optogenetics) یک روش مدولاسیون عصبی است که از ترکیبی از تکنیک‌های اپتیک و ژنتیک برای کنترل فعالیت سلولهای عصبی استفاده می‌کند.[۶]

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. Foreman, Kristopher (2011-06). "MRI at a Glance, 2nd ed.MRI at a Glance, 2nd ed. By Catherine Westbrook. Malden, MA: Wiley-Blackwell, 136 pp., 2010. $42.99 softcover (ISBN: 978-1405192552)". American Journal of Roentgenology. 196 (6): W854–W854. doi:10.2214/ajr.10.6192. ISSN 0361-803X. Check date values in: |date= (help)
  2. «رابط‌های مغز و کامپیوتر چگونه کار می‌کنند؟ | روکیدا». دریافت‌شده در ۲۰۲۱-۰۵-۰۹.
  3. Hari, Riitta; Hämäläinen, Matti; Ilmoniemi, Risto; Lounasmaa, Olli V. (1991-08-XX). "MEG versus EEG localization test". Annals of Neurology. 30 (2): 222–223. doi:10.1002/ana.410300221. ISSN 0364-5134. Check date values in: |date= (help)
  4. Boto, Elena; Holmes, Niall; Leggett, James; Roberts, Gillian; Shah, Vishal; Meyer, Sofie S.; Muñoz, Leonardo Duque; Mullinger, Karen J.; Tierney, Tim M. (2018-03). "Moving magnetoencephalography towards real-world applications with a wearable system". Nature. 555 (7698): 657–661. doi:10.1038/nature26147. ISSN 0028-0836. Check date values in: |date= (help)
  5. Scanziani, Massimo; Häusser, Michael (2009-10). "Electrophysiology in the age of light". Nature. 461 (7266): 930–939. doi:10.1038/nature08540. ISSN 0028-0836. Check date values in: |date= (help)
  6. Deisseroth, K.; Feng, G.; Majewska, A. K.; Miesenbock, G.; Ting, A.; Schnitzer, M. J. (2006-10-11). "Next-Generation Optical Technologies for Illuminating Genetically Targeted Brain Circuits". Journal of Neuroscience. 26 (41): 10380–10386. doi:10.1523/jneurosci.3863-06.2006. ISSN 0270-6474.